互换性 表面粗糙度

15表面粗糙度

国家标准GB/T1031－2009《产品几何技术规范(GPS)表面粗糙度参数及其数值》GB/T131－2006《产品几何技术规范(GPS)技术产品文件中表面结构的表示法》GB/T3505－2000《产品几何技术规范表面结构轮廓法表面结构的术语、定义及参数》GB/T1031－1995《表面粗糙度参数及其数值》

表面粗糙度的基本概念零件表面的几何形状误差

表面粗糙度的基本概念按照表面轮廓误差曲线上相邻波峰或波谷的距离(波距)的大小，可把误差划分为三类：(1)表面粗糙度：波距小于1mm，是一种微观几何形状误差，也称为微观不平度。产生原因：加工痕迹、切屑分离时的塑性变形、工艺系统中的高频振动、刀具和被加工表面的摩擦。(2)表面波度：波距l～10mm，是一种中间几何形状误差。产生原因：切削力的波动、振动等。(3)形状误差：波距大于10mm，是一种宏观几何形状误差。产生原因：工件的安装定位误差，机床—刀具—工件相对不准确及切削力变化。

表面粗糙度对零件使用性能的影响1)对摩擦和磨损的影响

零件越粗糙，摩擦阻力越大，零件磨损越快。2)对配合性能的影响

对于间隙配合，相对运动的表面因其粗糙不平而迅速磨损，致使间隙增大；对于过盈配合，表面轮廓峰顶在装配时容易被挤平，使实际有效过盈量减小，致使联接强度降低。3)对抗腐蚀性的影响在粗糙的表面易使腐蚀性物质存积在表面的微观凹谷处，并渗入到金属内部，致使腐蚀加剧。实际表面接触情况对抗腐蚀性的影响

表面粗糙度对零件使用性能的影响4)对疲劳强度的影响

零件表面越粗糙，凹痕就越深，当零件承受交变荷载时，对应力集中很敏感，疲劳强度降低，导致零件表面产生裂纹而损坏。5)对接触刚度的影响

两表面间只有一部分面积接触，一般实际接触面积只有公称接触面积的百分之几。因此，表面越粗糙受力后局部变形越大，接触刚度也越低。6)对结合面密封性的影响两粗糙表面只在局部点接触，中间有缝隙，影响密封性。7)对零件其他性能的影响表面粗糙度对零件测量精度、流体流动的阻力，以及零件外形的美观等都有很大的影响。基本术语和定义1. 取样长度是测量或评定表面粗糙度时所规定的一段基准线长度，一般应包含5个以上的轮廓峰和谷，取样长度的方向与轮廓走向一致。2. 评定长度为合理地反映表面粗糙度的特征，在测量和评定时所规定的一段最小长度称为评定长度。一般情况，取，并以5个取样长度内的粗糙度的平均值作为评定长度内的粗糙度值。基本术语和定义取样长度和评定长度基本术语和定义3.

评定表面粗糙度的基准线（轮廓中线）1) 轮廓的最小二乘中线根据实际轮廓，用最小二乘法确定的划分轮廓的基准线，即在取样长度范围内，实际被测轮廓线上的各点至该线的距离平方和为最小，即：2) 轮廓的算术平均中线取样长度内，由一条假想线将实际轮廓分成上下两个部分，使上部分面积之和等于下部分面积之和，即基本术语和定义表面粗糙度的评定参数及其数值1.评定参数(1)轮廓算术平均偏差Ｒa（高度参数）

在取样长度内，被测实际轮廓上各点至轮廓中线距离绝对值的平均值。

Ra能充分反映表面微观几何形状高度方面的特性。表面粗糙度的评定参数及其数值(2)

轮廓最大高度Rz（高度参数）

在一个取样长度内，最大轮廓峰高Rp和最大轮廓谷深Rv之和的高度。Rz=Rp+Rv表面粗糙度的评定参数及其数值（3）轮廓单元的平均宽度RSm

（间距参数）：指在一个取样长度内轮廓单元宽度Xs的平均值。用公式表示为（轮廓单元：一个轮廓峰和相邻的轮廓谷的组合）表面粗糙度的评定参数及其数值（4）轮廓的支承长度率Rmr(c)（混合参数）：

在给定水平位置C上轮廓的实体材料长度Ml(c)与评定长度的比率。评定参数值表面粗糙度的评定参数及其数值

1.评定参数国标规定了6个评定参数，其中3个高度参数为基本参数。确定表面粗糙度时，可在三项高度参数中选取；只有当用高度参数不能满足要求时，才选取附加参数。(1)轮廓算术平均偏差Ｒa表面粗糙度的评定参数及其数值(2)

微观不平度十点高度Rz

在取样长度内５个最大的轮廓峰高的平均值与5个最大轮廓谷深的平均值之和，即

Rz只反映轮廓的峰高，不能反映峰顶的尖锐或平钝；取点不同，所得Rz值不同，因此受测量者的影响较大。(3)

轮廓最大高度Ry取样长度内，轮廓的峰顶线和谷底线之间的距离。

Ry=︱ypmax︱+︱yvmax︱

Ry值是微观不平度十点中最高点和最低点至中线的垂直距离之和，因此它不如Rz值反映的几何特性准确。表面粗糙度的评定参数及其数值微观不平度十点高度Rz和轮廓最大高度Ry评定参数值表面粗糙度的参数及选用在评定参数中，Ra、Rz两个高度参数为基本参数，轮廓单元的平均宽度RSm、轮廓的支承长度率Rmr(c)为附加参数。(1)如果没有特殊要求，一般仅选用高度参数。推荐优先选用Ra值，但：表面过于粗糙(Ra＞6.3μm)或太光滑(Ra＜0.025μm)时，可选用Rz。当零件材料较软时，不宜选用Ra。如果测量面积很小，可以选用Rz值。(2)表面有特殊功能要求时，为保证功能要求，提高产品质量，可同时选用几个参数综合控制表面质量。当表面要求耐磨时，可以选用Ra、Rz和Rmr(c)。当表面要求承受交变应力时，可以选用Rz和Rmr(c)。当表面着重要求外观质量，可选用Ra和RSm。表面粗糙度的选择参数值的选择选择原则：在满足零件表面功能要求的前提下，尽量选取较大的参数值。

一般原则如下：（a）同一零件上，工作表面粗糙度值小于非工作表面；（b）摩擦表面粗糙度值小于非摩擦表面；（c）运动速度高、单位面积压力大，以及受交变应力作用的钢质零件圆角、沟槽处、应有较小的粗糙度；（d）配合性质要求高的配合表面，如小间隙的配合表面，受重载荷作用的过盈配合表面，都应有较小的表面粗糙度；（e）表面粗糙度应与尺寸公差及形位公差相协调。尺寸及形位精度要求高时，粗糙度参数值应相应地取得小。表面粗糙度的参数值选用参数值的选用方法

类比法

一般尺寸公差、表面形状公差小时，表面粗糙度参数值也小，但不存在确定的函数关系。

一般情况下，它们之间有一定的对应关系：（设形状公差为T，尺寸公差为IT）若T≈0.6IT，则Ra≤0.05IT；Rz≤0.2ITT≈0.4IT，则Ra≤0.025IT；Rz≤0.1ITT≈0.25IT，则Ra≤0.012IT；Rz≤0.05ITT＜0.25IT，则Ra≤0.15T；Rz≤0.6T表面粗糙度的符号、代号1. 表面粗糙度的符号

GB/T131—1993规定，有关表面粗糙度的各项规定按功能要求给定，并注在符号中相应的位置。表面粗糙度符号有三种：

abca表示表面可以用任何方法获得；b表示表面是用去除材料的方法获得的；c表示表面是用不去除材料的方法获得的。表面粗糙度的符号、代号2.表面粗糙度的代号

在符号的基础上，注出表面粗糙度数值及其有关的规定项目后形成表面粗糙度的代号。

位置a标注表面结构参数代号、极限值或取样长度。在参数代号和极限值间应插入空格。(2)位置a和b，注写两个或多个表面结构要求。在位置a注写第一个，在位置b注写第二个表面结构要求。(3)位置c，注写加工方法、表面处理、涂层等。如车、磨、镀等加工方法。(4)位置d，注写所要求的表面纹理和纹理的方向，如“＝”、“X”、“M”等。(5)位置e，注写加工余量。表面粗糙度的符号、代号2.表面粗糙度的代号在表面粗糙度符号的基础上，注出表面粗糙度数值及其有关的规定项目后就形成了表面粗糙度的代号。

a1\a2——粗糙度高度参数代号及其数值(单位：µm)；

参数为Ra时，参数值前不注符号；参数为Rz或Ry时，参数值前必须注出相应的参数符号；b——加工方法、镀覆、涂覆、表面处理或其他说明等；c——取样长度(mm)，符合规定时可以省略不注；d——加工纹理方向符号；e——加工余量(mm)；f——粗糙度间距参数或S的参数与数值(mm)或者支承长度率(%)。表面粗糙度的图样标注表面粗糙度的标注

标注在可见轮廓线、尺寸界线、引出线或它们的延长线上，符号的尖端必须从材料外指向被注表面。

代号中数字及符号的注写方向，必须与尺寸数字方向一致。零件的大部分表面的粗糙度值要求相同时，不必一一标注，对其中使用最多的一种符号、代号可统一注在图样的右上角，并加注“其余”两字.表面粗糙度的图样标注表面粗糙度的图样标注在形位公差框格上的标注表面粗糙度的图样标注习题将下列要求标注在图上零件加工均采用去除材料的方法。

(1)直径φ50mm的圆柱外表面粗糙度Ra的上限值为3.2μm。

(2)左端面的表面粗糙度Ra的上限值为1.6μm